揭秘传感器分类解析IIoT中MQTT通信的奥秘
在工业4.0、物联网（IIoT）、智能工厂和智能设备等前沿概念的推动下，我们正迈向一个全新的自动化未来。设备之间将互联互通，每个节点相互连接，交换数据。为构建智能网络，设备必具备IIoT的关键特性：标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性，以及互操作性。同时，确保通信的安全性也是至关重要的。
倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API的四种基于TCP的通信协议。本期内容中，我们将首先探索MQTT通信协议，了解它是如何为智能网络提供强大支持，并适用于哪些不同应用场景。
什么是MQTT?
它如何工作？
MQTT(消息队列遥测传输)是一个基于发布/订阅范式ISO标准下的消息协议。由于其轻量级、高效且易于实现，这些特点使得 MQTT 适用于广泛不同的应用场景，从1999年诞生以来，它已经被广泛使用了二十多年。
自2013年由IBM提交给OASIS规范委员会后，在2014年成为正式OASIS标准。在工业领域尤其受欢迎，因为它在代码精简、开销减少以及网络流量受限的情况下表现出色，其基本工作原理包括客户端通过代理发送数据，然后代理将这些信息发送到所有订阅该主题的客户端。这一拓扑结构的一个显著优势就是发布者和订阅者的解耦，让代理只负责数据传输，而不需要建立大量连接。
MQTT主要特性
1：主题
每条消息都包含一个主题，这是过滤消息并让订阅者决定是否接收消息的一种方式。此外，还有层级分隔符“/”，占位符“+”和“#”，允许更灵活地处理复杂结构中的数据。
2：服务质量
通过服务质量等级来确保消息可靠传输，如QoS 0（至多一次）、1（至少一次）或2（仅一次），其中QoS 2提供高级别服务质量，但需要更多确认和实施措施。
3：会话感知
为了保持稳定连接，客户端会定期发送保持连接消息，并可以设置遗嘱信息，以便通知其他客户端当他们离线时。
4：持久会话
当代理与订阅者建立了持久会话，它们存储未被接收到的信息直到准备好，这对于不稳定的网络环境非常有用。
关于实时性能：
虽然理论上可以实现近乎实时响应，但实际情况可能因延迟而受到影响，比如如果没有持续保持活跃状态的话。此外，由于它本身设计优雅轻巧，所以能够快速响应需求变化，使得它成为了许多物联网项目中的选择之一。
安全方面：
从连接初始化开始就提供身份验证机制，并且自版本5起引入了令牌传输以及质询响应认证等额外安全机制，以增强通信安全度。
适用场景：
除了车联网、大规模军事部署、小型低功耗设备以及无人机控制等众多应用之外， MQTT 还能在任何需要简单、高效解决方案的地方发挥作用，无论是在收集来自数百台传感器还是向同类型的大量设备发送指令的情况下，都能表现出色。